油脂精炼设备oil refining equipment

将压榨或浸出的毛油通过过滤、水化、碱炼、酸炼、脱色、脱臭等工序，去除各种固体杂质、胶体杂质和脂溶性杂质的设备。
发展筒史 油脂精炼技术曾长期停留在原始的沉淀法（植物油）或熬炼法（动物脂）水平。直到19世纪末采用化学法精炼（如酸价高的棉籽油用碱炼）油脂的技术被首次提出，并在生产中开始了应用，所采用的设备均为间歇式罐炼装置。1923年哈泼戈得(Hapgood)与梅诺(Mayno)首先提出用离心法精炼植物油。1933年美国研制并应用管式离心机与碟片离心机连续碱炼取得成功。油脂氢化技术从1897年在美国开始研究以来，1903年诺尔曼(Normann)的“液相氢化”取得英国专利；1906年在英国首先出现小型间歇式反应装置应用于生产；1909年美国泼罗克脱、甘勃尔公司(Procter、Gamble)用氢化棉籽油作起酥油并于1911年投放市场。此后，随着各种油脂精、深加工产品的开发和利用，油脂全炼技术，包括脱酸（胶）、脱色、脱臭、脱蜡以及脱脂等能适用于各种油脂产品的精炼技术，也相应得到发展与完善。中国的油脂精炼一直以间歇式罐炼为主，至80年代中期，全炼油连续式装备定型投产，使炼油工业开始向连续化方向发展。
主要设备 包括间歇式、连续式、半连续式炼油设备及过滤设备等。
间歇式炼油设备 由一组炼油锅以及真空系统、泵、贮罐、管路仪表等组合而成(图1、图2)。适用于多种精炼工艺而且技术成熟，广泛应用于中小油厂。但设备占地面积大，操作间歇，技术性强，生产周期长，设备利用率低，且不易保证油品质量，因而不适用于大规模生产。
炼油锅 由锥底圆筒形锅体、加热盘管、搅拌装置和传动机构等构成。其搅拌装置有平桨式与框式两种，转速13～80转/分。该设备能用于多种油脂的水化工序(预热、加水、水化、沉淀分离、盐析)或碱炼工序(加碱液、升温、静止沉淀、水洗与干燥)等全过程。

图1 间歇式水化脱磷工序

图2 间歇式碱炼与脱色工序

脱色锅 属密闭真空容器。由锅体、搅拌装置、减速装置、盘管以及真空系统(机械真空泵、汽水喷射真空泵)等组成。其操作包括预脱色和脱色两个程序。先将水洗后的碱炼油用真空泵吸入锅内，搅拌升温到90℃进行脱水后再吸入吸附剂(酸性白土、活性白土与活性炭等)，再搅拌冷却(约70℃)，然后将油泵入压滤机过滤，得预脱色油，再送回锅内继续进行后脱色(程序与预脱色相似，无脱水)

图3 间歇式脱臭装置

脱臭锅 属密闭真空容器，结构如图3。无机械搅拌而设直接蒸汽喷头与高压蒸汽、导热油或导热姆(道生，Dowtherm)等高温介质间接加热盘管（或夹套）等，因脱臭操作是在高温(220～260℃)、高真空(残压533～1333帕)条件下，喷入直接蒸汽进行汽提，脱除经脱色后油中残留的臭味物质(醛、酮类、蜡留醇、维生素E、低级游离脂肪酸、微量溶剂与白土气味等)的过程，对设备材料与结构要求刚性好、耐高温和耐腐蚀，宜用不锈钢制作。

图6 连续物理精炼典型流程

氢化罐 属带搅拌装置的密闭容器，由氢化罐、压滤机、催化剂罐组成。
油脂氢化系指在一定压力、温度与存在催化剂的条件下通氢气（加氢），使油中原来不饱和的脂肪酸饱和，即“硬化”。目的在于提高油脂氧化稳定性，使色泽变浅、除去异味从而扩大用途。氢化罐的操作按：进油、（催化剂）、真空除气、加热(至160℃左右)、加氢(自动升温至220～240℃)、测定与冷却等程序周期性地进行。要求氢化罐密封、耐压、充分搅拌使氢气与油脂充分接触。装在氢化罐内的搅拌装置的型式有高速平桨式、涡轮式、低速多级型以及泵抽出自循环搅拌型等。
连续式炼油设备 全部工序实现连续化生产。其特点是密闭、紧凑、操作稳定，适合于大中型油厂(50吨油/日以上)以及油源质量稳定的场合。但设备结构复杂、造价高、操作维修要求高。
连续炼油工艺包括：碱炼、脱色、脱臭以及物理精炼等，可根据要求加以组合。连续炼碱典型流程(图4)中的主要设备是离心机；连续脱色脱臭典型流程(图5)中的主要设备是脱臭塔；连续物理精炼典型流程(图6)中的主要设备是物理精炼塔，它与脱臭塔结构相似，有时可以合用。
离心机 有管式和碟片式两种。❶管式离心机。由高速转筒、锥形外壳、吊轴以及传动装置等构成，属高速沉降式离心分离机。工作时，含水化磷脂或皂脚的油从下部进口管连续地喷入转筒内，靠内部三片旋翼使油与皂脚（或磷脂）一起高速旋转(15000～20000转/分)而产生离心力，比重大的皂脚沿转筒内壁上升，经分离隔圈从出皂口排出。而轻相油脂则从转筒中心逐步上升，经上端6个小孔流出达到分离的目的。
❷碟片式离心机。由转鼓、机身、进出口管以及传动机构等组成(图7)，属沉降式离心机。主要部件转鼓由若干锥形碟盘按一定间隙(1～2毫米)叠置而成。与管式相比，具有处理能力大、噪音低、运转平稳、分离效果良好等特点。但结构复杂、造价高。广泛应用于大中型油厂。其主要机型有普通无水洗、普通水洗以及水洗自清理三种。普通型操作压力为500千帕，自清理型为40～100千帕。转速6000～8000转/分。

(a)底部进料型

图7 碟片式离心机结构示意图

脱臭塔 又称物理精炼塔。将脱色油连续地进行除气预热、直接蒸汽预脱臭、滞留脱臭、终脱臭及冷却（热交换）等过程的专用塔。一般结构原理如图8所示。为保持生产的连续性和油脂有足够的停留时间，通常借助每一层溢流口及管路予以控制。其特点是处理量大、蒸汽耗用量均匀，但对原料规格要求严格、脱臭效果不易一致。不适用于经常更换油品的场合。

图8 连续式脱臭塔结构原理

1.除气段； 2.加热段； 3.预脱层； 4.滞留脱臭层； 5.终脱臭层； 6.热交换段； 7.冷却段

半连续式炼油装置 系指部分工序实现连续化生产而其余则仍为间歇式设备相配套的装备。就全炼油制取而言，前道水化或碱炼设备为连续式（同前），后道脱色、脱溶或脱臭则选用间歇罐式生产。同样，也可采用半连续碱炼或水化工艺，即前道用罐组后道用离心机分离形成连续化生产。该装备适合于中小型油厂。
过滤设备 用于去除油脂中固体杂质(如油渣、白土、催化剂)的专用设备。主要有：离心分渣筛、板框压滤机（箱式滤油机）、叶滤机(水平、立式；常压或真空)以及螺旋卸料沉降式离心机等。它们的结构特点和用途见下表。

几种主要过滤设备

项 目	离心分渣筛	板框压滤机	半自动板框压滤机	盘式叶滤机	螺旋卸料离心机
结构及工作原理	借圆锥形筛体高 速运转时，在重力 和离心力的作用下， 渣沿筛面排出，油 穿过筛孔	由若干装滤布的 滤板和中空滤框构 成滤室。 毛油从中 心孔进入，油在压 力下穿过滤布，渣 留于框内	结构与板框压滤 机相似，采取自动 卸渣、液压紧板，属 半连续式压力过滤	滤布装于叶片形 滤框板上，含渣毛 油从外部进入叶片， 清油从框中间引出， 最后利用机械转动， 借离心力实现卸渣。 属间歇压力(或真 空)过滤	借卧置的高速转鼓 将油渣在离心力作用 下分离至筒壁，空心 转轴上的锥形桨叶不 断将渣排出，净油从 中央溢出。 属连续式 离心沉降自动卸渣
适用范围与特点	毛油粗渣分离； 简单、处理量大，油 中含渣较多	毛油或半精油过 滤；质量稳定、劳动 强度大	半精油过滤(脱 蜡、白土、油渣)；质 量好；造价高	半精油过滤；紧 凑；能组合成连续 式；密封要求高	毛油过滤；处理量 大；造价高

发展趋势 为满足高质量、多品种食用与深加工产品日益增长的需要，精炼设备正趋向于多样化、连续化与自动化配套；研制新型高效连续式过滤、氢化工艺及设备，选用新材料(高压、高温与密封性要求)和设计推广专用附属设备。在中国逐渐将从分散、小型、间歇式炼油朝着集中专业化、多样化与连续化方向发展。